用于液晶平板顯示器鍍膜的高純鋁靶材擠壓處理方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及IPC分類中的C23C濺射法鍍覆技術，尤其是用于液晶平板顯示器鍍膜的高純鋁靶材擠壓處理方法。
【背景技術】
[0002]液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)與半導體是我國政府積極推動的重點產業，近年來，政府大力推動面板產業蓬勃發展，也帶動了液晶顯示器上游原材料需求成長。金屬鋁是地球上儲存量非常豐富的金屬元素，作為薄膜材料金屬鋁以及金屬鋁基合金有成本低廉，電阻較低以及與其他膜層具有良好結合力等優點，金屬鋁及其合金作為濺射靶材的布線材料已經廣泛應用在液晶顯示器領域的面板制造中。
[0003]高純鋁具有比原鋁更好的導電性、延展性、反射性和抗腐蝕性，在電子工業及航空航天等領域有著廣泛的用途。5N及6N的超尚純招在當今的尚新技術中起著不可估量的作用，96%用于半導體器件制造行業，4%用作超導電纜的穩定化材料。高純鋁在半導體器件制造行業的應用除了對純度的要求，還需要滿足一定的性能指標，如晶粒尺寸、擇優取向等。因此，需要對高純鋁進行一定的形變加工和熱處理以達到所需要的性能指標。由于高純鋁純度高，雜質元素少，其凝固過程中難以形成細小的組織，只有對高純鋁凝固組織進行塑性變形，并使其發生再結晶才能獲得細小均勻的晶粒。5N及6N的超高純鋁在室溫下即可發生再結晶，要獲得細小的超高純鋁再結晶組織就必須對超高純鋁的變形及熱處理過程進行嚴格的控制。目前，國內有關高純鋁變形及熱處理的研究主要集中在純度為3NS-4N8電容鋁箔用高純鋁，而有關5N及6N的超高純鋁的報道卻相對較少。純度高達99.999%的高純度鋁因導電性佳、訊號傳輸速度快，因此被制成鋁靶材，透過真空濺射制作成LCD中薄膜晶體管的薄膜導線，扮演傳輸訊號的角色。
[0004]旋轉鋁靶材在旋轉過程中通過連續不斷的冷卻水使的整個耙材表面的冷卻效果更好，溫度比平面靶材更均勻，能獲得較高的成膜速度；另外與平面鋁靶材相比，旋轉鋁靶材的材料利用率可以達到80%而一般平面鋁靶材利用率只能達到30%;旋轉耙材在使用過程中不斷旋轉，耙材表面可以保持光滑，不會產生“結瘤”俗稱“靶材中毒”，可以保障成膜的均勾性，減少缺陷，提尚成品率。
[0005]目前顯示行業采用的金屬鋁以及鋁合金旋轉靶材通常采用兩類工藝，一類是采用鑄造+綁定制備金屬鋁及鋁合金靶材工藝，鑄造長度在300_左右的金屬鋁靶管，然后通過綁定的方式將靶材與一般是不銹鋼管或金屬鈦管的襯管結合在一起的工藝生產金屬鋁以及鋁合金旋轉靶材。采用這種工藝的優點是靶材可以通過綁定工藝與襯管結合在一起，靶材表面產生的熱量通過采用貼合層通常是金屬銦將熱量傳遞給襯管中的冷卻水，這樣就不用擔心擊穿鋁靶材以及襯管變形導致冷卻水發生泄漏損壞設備的風險；但是這種工藝的缺點是增加了綁定成本同時由于綁定工藝局限性導致不能采用大功率連續濺射，這在一定程度上影響了生產節拍，導致產能會有所下降。
[0006]另一類金屬鋁以及鋁合金旋轉靶材工藝是采用擠壓一體成型方式，即先將金屬鋁錠熔煉成大型鋁錠再經過擠壓成鋁管再根據客戶圖紙加工成最終靶材。采用擠壓工藝生產的鋁靶材稱為一體化金屬鋁靶，即沒有采用單獨的背管，靶材既為靶材又為襯管。
[0007]采用鑄造+綁定制備金屬鋁及鋁合金靶材工藝，即制備長度在300mm左右的金屬鋁靶管，然后通過綁定的方式，將靶材與襯管一一一般是不銹鋼管或金屬鈦管，結合在一起的工藝生產金屬鋁以及鋁合金旋轉靶材。這種工藝存在的問題和缺點是增加了綁定成本，同時由于綁定工藝局限性導致不能采用大功率連續濺射，這在一定程度上影響了生產節拍，導致產能會有所下降。
[0008]較為接近的現有技術較少，已公開的專利文獻也不具有較好的參考價值。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是克服現有金屬鋁旋轉靶材生產工藝的不足之處，提供一種用于液晶平板顯示器鍍膜的高純鋁靶材擠壓處理方法，通過控制擠壓溫度、退火溫度和和變形量方便快捷地制備尚純招革G材，提尚純招革El材制備效率；同時使其可以承受$父大派射功率而不需要考慮貼合層導熱不均導致局部過熱而產生的“脫靶”現象。
[0010]本發明的目的將通過以下技術措施來實現:處理方法包含以下步驟:
[0011]I)原料準備:根據產品所需尺寸準備擠壓模具和一定尺寸的高純鋁錠圓柱體，鋁錠純度高達99.999% ；
[0012]2)模具安裝:在進行擠壓操作前將準備好的擠壓模具安裝在2500T雙動反向擠壓機內；
[0013]3)加熱鋁錠:將實心圓柱體高純鋁錠于400?550°C加熱I小時，使其呈半熔融狀態，保證可溶解的相組織不從固溶中析出或呈現小顆粒的彌散析出；
[0014]4)擠壓操作:將加熱后的半熔融實心鋁錠直接通過運輸軌道進入擠壓機中，設定擠壓溫度為400?450°C，控制擠壓速度為15?20cm/min，在擠壓機和模具的共同作用下鋁錠從擠壓機出口處緩慢擠出；
[0015]5)靜置冷卻:待材料全部擠壓完成后在冷卻區靜置冷卻至常溫，得到模具尺寸的半成品鋁管，總變形量大于80% ;
[0016]6)退火處理:將冷卻后的鋁管分別于100?400°C進行30min的退火處理；
[0017]7)機械加工:完全冷卻后，根據圖紙對鋁管進行機械加工即得成品。
[0018]尤其是，選取純度為99.999%、直徑251mm、長500mm的高純實心鋁錠為原材料，將其置于450°C圓管加熱爐中加熱I小時，使其呈半熔融狀態，有利于后期擠壓操作；加熱后的半熔融實心鋁錠直接通過運輸軌道進入擠壓機中，控制擠壓溫度為400°C，擠壓速度為20cm/min，在擠壓機和模具的共同作用下鋁錠從擠壓機出口處緩慢擠出；待材料全部擠壓完成后靜置冷卻5小時至常溫，得到內徑113_、外徑157_、壁厚22_、長3145_的鋁管，經測量計算可得總變形量為81.14% ;將冷卻后的鋁管于200°C進行30min的退火處理，細化晶粒，改善組織；最后根據圖紙對鋁管進行機械加工即得成品。
[0019]本發明的優點和效果:制備高純鋁管靶工藝簡單，方便快捷，提高了效率；制得的高純鋁